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[求助] 气缸活塞杆断裂计算

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发表于 2014-7-4 16:55:30 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国上海

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本帖最后由 一直很努力 于 2014-7-4 17:06 编辑
* N: r3 f2 {9 a- F& ^# z* Q8 ~3 w
; A' y4 [* E3 [0 {% `# L各位高工:
0 l& I; l. \) Z' A% S9 r大家好,现有一棘手问题需要求助大家。! J4 v% d  T5 \+ u, I/ Z+ p6 n
- \( t# W) H$ Z/ P
如图所示一个气缸带一个旋转门(两个门重约600Kg,单门重约300Kg门高约2000mm)的结构气缸为SMC型号为:CP96SDB63-250' [' W8 {/ M, Y, y' T$ I
两位五通电磁阀前面装有一缓冲阀。
* _- ~4 }3 t8 ^8 ?1 w但是现场有时候还是会将气缸活塞杆(杆径20mm,材料Q235A)的头部在螺纹处撞断。7 a  N$ \' E4 y
活塞杆理论速度为50~1000mm/s6 J4 I3 H$ A7 [, S% T4 T
由于是日本客户,大家都知道日本人比较较真,虽然给客户提供了备件,但客户仍要求提供此处的详细计算数据,以确保此后不会再断。
$ ?* j8 B$ _/ H# r. t. x3 C$ M) h# [6 ^现场. g2 v  L, P1 t, N: f+ b
请教各位高人:+ C" l) ?# Z5 h4 Z2 X4 V
1。此处如何分析?应该计算转动惯量?计算冲击力?还是?2 J  a( S% y! Q  b
2。此处断裂主要原因?) @6 ]/ O+ x. ~

1 o/ u& w- Q0 D. T4 o: p- P9 E
CP96SDB63-250.jpeg
Pneumatic cylinder.jpeg
Pneumatic cylinder-1.jpeg
Door.jpg
发表于 2014-7-4 19:13:44 | 显示全部楼层 来自: 中国陕西西安
我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。
7 T* S0 {( n! n建议:: ^. U, Z' P+ v/ I0 I- D* A$ u" g
1、更换材料,如35CrMoA等强度、韧性更高的材料。
: }  q' ?  v+ H/ r8 v  v; O) k2、适当加大此处螺纹,设计合理的螺纹退刀槽,减小应力集中。
 楼主| 发表于 2014-7-5 09:44:47 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏常州
我爱用acad 发表于 2014-7-4 19:13 static/image/common/back.gif
0 L: A* k; b* Q  B) y: f我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。9 p4 z) c, @; Z" n
建议:
0 X- q" Z4 l9 m" E1 x* x1、更换材料,如35CrMoA等强度、韧性更高的材料。
9 k: J. j0 y. J* T7 B
那应该加大到多少合适?如休验算?谢谢!
发表于 2014-7-5 10:55:57 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏常州
我觉得气缸选的小了3 v1 a. G  d+ \/ ?8 z' i" i
选特殊材料的气缸固然好
- {5 E* k. I, \+ h: Y, Y但是成本和维护也困难
+ T9 m* k9 }) b$ |( f7 A) U所以最好的办法是更换大型号的气缸9 e3 c! X1 U7 X
你那个气缸选到80-100就可以了+ n" l. U4 n" v: E' g3 u  V
另外! p& M0 [! s9 d$ T- ]5 V; z
气缸轴断裂一般是受弯曲断裂+ P4 ^5 V; h8 X( Z% c" T% g
这个有点难计算
8 T" N- f1 ?1 L, ~与安装,位置,门的阻力1 k" V4 G1 z  }: P" s
等等有关/ n! h: q7 U0 l0 _5 Q4 r
甚至与铰链的位置有关* U% s" C/ ^/ D- v, v* S! r" t. [
你具体问题分析吧
 楼主| 发表于 2014-7-6 08:40:13 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏常州
千军一将 发表于 2014-7-5 10:55 static/image/common/back.gif
4 c, e, \4 m: C# M8 c# j5 L+ r我觉得气缸选的小了( E$ r8 D# O, M/ y
选特殊材料的气缸固然好4 {  M& ~4 Z! T) T; Y
但是成本和维护也困难
$ s6 R. s9 C' P+ l- p0 S" C
你说的很对,但是现在客户就是让给出一个计算数据,他们才信服!
发表于 2014-7-6 12:33:29 | 显示全部楼层 来自: 中国山西太原
需要实测活塞杆受的力,活塞杆直径20mm,螺纹直径多少?如果是M20的普通螺纹,可承受的力在3000kgf以上,300kg的重量根本不是问题,因此没必要更换大气缸。看是否拉门时有别劲现象,实测一下拉力就可说明问题。如果就是300kgr 的力,是没有问题的。
 楼主| 发表于 2014-7-6 20:50:47 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏常州
gaoyns 发表于 2014-7-6 12:33# x0 l' H7 i% b5 e5 p0 l( X
需要实测活塞杆受的力,活塞杆直径20mm,螺纹直径多少?如果是M20的普通螺纹,可承受的力在3000kgf以上,30 ...

* n' C) L+ e& J( o3 K( n. A; E感谢高老指点,活塞杆端螺纹M16. 主要是为了提高工作节拍,把门汽缸前面的节流阀调的太大引起的,不知道这个瞬时受力如何来测?
发表于 2014-7-7 09:30:40 | 显示全部楼层 来自: 中国山西太原
一直很努力 发表于 2014-7-6 20:50 static/image/common/back.gif
% c, p  F# X4 ^6 L感谢高老指点,活塞杆端螺纹M16. 主要是为了提高工作节拍,把门汽缸前面的节流阀调的太大引起的,不知道这 ...
5 ?/ J* \2 M' q; ^% Q+ S
M16可承受的拉力在2000kgf以上,引入安全系数,可用拉力约为700kgf。
" ]8 o' ^* A, O3 C" H; f测一下缸内气压,乘上有效活塞面积,也可算出拉力,如果有加速度,还需加上加速力。
 楼主| 发表于 2014-7-8 15:05:11 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
gaoyns 发表于 2014-7-7 09:30 static/image/common/back.gif
* T) b6 e6 C/ U. {M16可承受的拉力在2000kgf以上,引入安全系数,可用拉力约为700kgf。
3 Y5 X  U) o4 _. L' ^7 O5 o' A  {测一下缸内气压,乘上有效活塞面积 ...

, N" Q6 s+ S) h静态拉力好算,但是气缸加速度的力就不好测也不好算了。
发表于 2014-7-17 12:04:06 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
本帖最后由 lussssssssss 于 2014-7-17 12:09 编辑
5 y# M$ q4 K  \0 d7 O2 g" T. \/ i0 _  A& M; g+ P& `
那么重的门,杆子太细了,另外铰接头太精密,如果采用球形铰头最好,否则间隙留大点.$ N0 o* ]9 Q: _: s9 H+ ]" O( @: E

, v$ N$ \0 P! [1 K/ D杆子建议采用40Cr,调质,螺纹至少M28,表面质量要好,如果采用球形铰接头,直径可以减少
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